atp的结构简式
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2023年2月15日发(作者：藕种植)必修1《细胞的能量“通货”——ATP》教学设计
王瑞霞
一、设计思想
《生物课程标准》认为，生物科学不仅是众多事实和理论，也是一个不断探究的过程。
倡导探究性学习，目的是“力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于
动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能
力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养”。本节内容虽然知识难度
不是很大，可引导学生通过阅读、讨论、思考以及联系生活实际来学习本课时的内容，但是
又由于部分内容比较抽象，所以可以采取探究式教学，从感性材料入手，层层设问，逐渐深
化知识；通过多媒体调动学生多种感官的活动，调动学生学习的积极性；通过拓展探究实验，
进一步提高学生的科学素质和探究能力。
二、教材分析
中学生物学课程通常包括十大主题，在细胞这一主题中，初中侧重于细胞的结构，而高
中则侧重于细胞亚显微结构和功能，细胞的各种生命活动，突出了“活细胞”的特性，加强
了物质和能量代谢的内容。ATP是生命直接能源物质，是细胞内能量转换和传递的“中转站”，
它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪，又为后续的光合作用，呼吸作用
中具体能量的转化过程作了铺垫，在所有生物的代谢中占有普遍的重要地位。
三、学情分析
必修1第二章学生已经学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已明确了主要能源物质、
储能物质、能源物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质作了铺垫，也是在本节课
的学习中需要注意区分的几个概念；必修1第三章以及初中时学生也已经接触了有关光合作
用、呼吸作用等生命现象，这又为学生学习光合作用和呼吸作用中能量的转化奠定了基础。
四、教学目标的确定
课程标准的具体内容标准中，与本节有关的表述是“解释ATP在能量代谢中的作用”，
其中内容包括ATP的分子结构及其特点，ATP与ADP的相互转化，ATP的利用等。依据新课
程、教科书和学生实际将本节课的教学目标确定为：
（1)知识目标
简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式；解释ATP在能量代谢中的作用。
(2)能力目标
培养学生综合思维能力，自主学习能力，理论联系实际能力。
(3)情感目标
培养学生科学意识，科学精神。
五、教学重点和难点
（1）ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用
（2）ATP与ADP的相互转化
六、教学策略
教学内容基本策略
ATP是直接能源物质
该部分内容抽象，可通过情景动画提高学生的感性认识；通
过实验让学生感受知识的产生过程，加深对生物学科本质的理
解；通过“通货”的比喻，理解直接能源物质与主要能源物质的
区别
通过实物呈现，增强学生对ATP的感性认识；通过动画展示，
ATP的结构简式直观形象地展现ATP的断键方式
ATP与ADP相互转化
可继续采用“通货”的比喻，并通过动画形式，图文转化提
问，师生互动活动，加强理解记忆、培养理解能力和表达能力；
通过学生自学，师生共同归纳，注意与光合作用、呼吸作用知识
的衔接，并与ATP的结构、功能的知识浑然一体，为进一步学习
后面的知识奠定基础。
ATP的利用
一方面是要讲清楚吸能反应和放能反应与ATP的分解和合成
的关系；另一方面是要充分利用教材上的图解，让学生在看图解
的基础上，联系实际讨论ATP还有哪些用途
七、课前准备
教师：制作课件
学生：了解课文中唐代诗人杜牧的《七夕》中诗句的意境，讨论课文中的提问
八、教学过程
1．〖情景创设〗引入
（1）课件显示：运动员竞赛、学生听课、消化道对营养物质的吸收、细胞分裂以及萤火虫
发光的过程，指出这些过程都是需要消耗能量的，结合课前准备的唐诗中的问题，让学生发
表问题探讨结果，教师提示后小结：萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以
便交尾、繁衍后代；萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质；萤火虫腹部细
胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。
（2）问题：细胞中的糖类、脂肪、蛋白质等有机物中都储存着大量稳定的化学能，生命活
动需要的能量能直接利用它们吗？
（3）动画演示：萤火虫的荧光粉发光实验
实验操作：A.用小刀将萤火虫的发光器割下，置入甲、乙两只试管中，分别各加入2m水；
现象：两只试管均有短时间的黄色荧光出现。
B.待黄色荧光消失后，在甲试管中加入2ml葡萄糖溶液，在乙试管中加入2mlATP溶液。
现象：甲试管不发光，乙试管发光。
问题：此实验可以得出什么结论？
（学生阅读、观察实验过程和实验现象，思考、讨论回答实验中的问题）
〖结论〗：ATP是各项生命活动的直接能源物质。
（教师进一步以通货中的零用钱、百元大钞等来比喻形容ATP与糖类等的关系，使学生更易
理解标题，并激发学习兴趣）
2．ATP是什么物质呢？
（1）教师呈现ATP药物及说明，介绍ATP为动力的纳米发动机等生活实际和学生感兴趣的
新科技内容，寓教于乐，形成ATP的感性认识，为进一步学习奠定基础。
（2）课件显示ATP结构动画（教师讲解）
（3）向学生介绍腺苷、磷酸基，讲授ATP的分子简式及断键方式，让学生了解高能磷酸键。
师生共同归纳ATP的名称、简式、物质性质、功能，形成对ATP的理性认识。
3．ATP和ADP可以相互转化
〖情景创设〗：如果一个人不吃不喝，大约至少能活3天，也就是我们体内的自由水可以使
人使用3天。那么人体如果没有ATP的合成，又能活多长的时间呢？（联系人体实际，激发
学生学习兴趣）
〖数据显示〗：氰化钾它就是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3～6分钟内就会
死亡。但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消
耗可达0.5kg/min。
〖问题〗：大家可以跟自己的体重比一下，能得出什么结论呢？
（通过师生互动，得出ATP的特性就是：含量少，转化快。这对于构成细胞内稳定的供能环
境具有十分重要的意义。）
〖问题〗：ATP和ADP是怎样相互转化的？
（学生阅读课本后作简要的回答，教师可以继续展开“通货”的比喻，将ATP比作零用钱，
它会随着花销而减少，因此要维持正常生活必须不断兑开大面值的钞票给予补充，强调有机
物分解时释放的能量可以被用来合成ATP；并通过动画形式播放ATP与ADP相互转化，图文
转化提问，加强理解记忆，培养理解能力和表达能力。）
〖问题〗：ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量由谁来提供呢？
（学生结合书上图片，开动脑筋，自己找出ATP形成的途径，并理解；教师再作详细总结。）
4．ATP的利用
〖教师讲解〗：（1）吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反
应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放
能反应之间循环流通。
（2）细胞内储存能量的物质有糖类、脂肪、蛋白质等，细胞内消耗能源物质的顺序是：糖
类脂肪蛋白质。一般情况下生物体内细胞利用的能源物质是糖类，而且糖类中
的能量需要分解释放传递给ATP，转变成活跃的化学能，才能供给各种生命活动利用，从而
解决能量的“稳定储存”和“灵活利用”的矛盾。
（3）直接供给生命活动能量的能源物资是ATP。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一
种关键物资。ATP是生物体内能量转换的“中转站”，它有利于能量的运输和协调供给，如
线粒体呼吸释放能量合成的ATP，可以转移到细胞膜用于主动运输和细胞分裂等生命活动，
从而解决“产能”和“用能”在空间上的矛盾。
〖学生活动〗：结合课本图，讨论ATP还有哪些用途，从而对该图进行补充和完善。
（ATP中的化学能可以转变成机械能、化学能、电能、渗透能、光能等其它形式的能量。）
回归〖情景创设〗引入中显示的各项生命活动，再次与学生共同讨论ATP中能量的利用过程。
强调此转化过程能量是不可逆，反应过程也是不可逆的。（可以让学生关于这个文图展开讨
论，提示：从反应过程的酶、反应场所、能量不同几个方面分析讨论。）
5．〖总结〗：ATP和ADP相互转变及其能量的来源与去路。
细胞内既有吸能反应，又有放能反应，吸能联系ATP的水解，放能联系ATP的合成，能量通
过ATP分子在吸能与放能中循环流通。因此，我们可以形象地把它比喻成细胞内流通的能量
“通货”。
6．〖评价反馈〗：学生做课本练习题，教师检查讲评。
7．〖课外探究〗：
（1）1954年美国人阿龙用叶绿体加上ADP和磷酸，照光后得到ATP。那么，ATP在植物的
光合作用中到底是如何生成的呢？
（2）动物体和人体内ATP形成的途径除了细胞呼吸，还有其它途径吗？
（课外查资料，培养学生继续探究意识。）
〖板书〗：
细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP是各项生命活动的直接能源物质
全称：三磷酸腺苷结构简式：A-P～P～P
二、ATP与ADP的相互转化
ADP＋Pi＋能量ATP
三、ATP的生成途径——光合作用和呼吸作用
四、ATP的利用
肌肉收缩（机械能）
吸收和分泌（渗透能）
合成物质（化学能）
神经传导和生物电（电能）
九、参考资料
丁远鸿：《高中生物课程标准教师读本》，华中师范大学出版社2003年版，第217页。
许官学：《高中生物新课程理念与实施》，海南出版社2004版，第75页。